[发明专利]用于车辆的非充气支撑的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的非充气支撑的系统，更具体地，涉及一种非充气轮胎和构造这种非充气轮胎的方法。

背景技术

在充气轮胎之前已经使用了传统的非充气固体橡胶轮胎。随着车速提高和乘坐特征变得越来越重要，显露出了对于充气结构的需求。充气轮胎提供了固体非充气轮胎的问题和限制的解决方案。

传统的充气轮胎是仍能作为传统车辆需求的解决方案的有效结构。传统的充气轮胎为“张力结构”。张力结构含有用于在张力结构中提供拉伸预紧的压缩结构。该张力结构通常可能不接受压缩，并且所述压缩结构无张力。在充气轮胎中，帘线为张力结构，压缩空气为压缩结构。

传统充气轮胎的缺点在于它是充气的。至少从车辆操作员的观点来看，在压力下所含的空气在不恰当的时刻可能会逸出，并且通常会逸出。

非充气轮胎不具有处在压力下的空气。它是一种工作类似于充气轮胎的轮胎结构，不需要含有处在压力下的空气。非充气轮胎与在轮胎印迹区域内的路/接触表面、或接地面积的接触从接触表面仅给车辆提供了力输入，并给接触表面提供了操纵力和负载。因此，非充气轮胎具有与充气轮胎相同的这些基本特征。

传统的充气轮胎具有独特的弯曲和承载特性。尽管冲击和挠曲是在印迹的径向内侧区域中局部地发生，但是可通过整个轮胎结构全面地吸收冲击和挠曲。通过轮胎侧壁的张力的增大与减小的组合获得转弯特性。

传统的非充气轮胎必须类似地能够承受冲击载荷和耗散吸收的能量。然而，与充气轮胎不同，非充气轮胎通常在印迹或接触面积内局部地吸收冲击和挠曲。因此，非充气轮胎的这种局部挠曲必须还展现高阻尼特性。

另外，所有轮胎在运行状态中都必须能够散热。阻尼载荷的特性是能量耗散的一种形式。吸收的能量转换为热量。转而，热量会影响轮胎性能，导致过早的轮胎故障。因此，热量的有效散逸对于所有轮胎都是必不可少的。理想地，能量只被在印迹或接触面积径向内侧区域中的轮胎吸收，使得在轮胎其余部分旋转期间，能量可从该区域被带走。

然而，橡胶是热的不良导体。橡胶越厚，热量聚积得就越多。通过具有高空气循环的薄材料断面，所述热量聚积可被减轻至受控制的水平。

聚氨酯轮胎可操作在大约93℃（200°F）这样高的温度。温度长期高于121℃（250°F）会引起聚氨酯的弱化。如果聚氨酯轮胎的温度上升足够高，那么会发生聚氨酯轮胎的过早故障。

一种传统的非充气轮胎/车轮包括弹性材料中心部分、外弹性胎面部分、以及其间的冲击吸收部分，该冲击吸收部分包括与中心部分和胎面部分一起形成的多个弹性材料交叉网。在冲击吸收部分的内部形成环形系列的孔。这些孔设置成横向地稍微重叠。每个孔都延伸穿过冲击吸收部分的整个轴向宽度。一对盘也设有类似的孔。轮胎/车轮的每侧上都有一个盘，其孔与冲击吸收部分上的孔对齐。在模制时，形成一个整体单元。该弹性轮胎（cushion tire）/车轮省略了用于将充气或实心橡胶轮胎紧固至车轮的金属部件。

这种开发非充气轮胎的传统尝试无法提供充分的散热以及适当的承载能力。当车速升高时，这些概念无法满足轿车和货车轮胎的需求。

另一种传统的非充气轮胎是由弹性材料整体地模制，以形成包括内“箍”和外“箍”的一体结构。外箍通过多个周向间隔开的平面肋和平面中心网来支撑和缓冲，其中平面中心网在箍的圆周中心连接箍。所述网位于与轮胎旋转轴线垂直的平面内。所述肋沿着内外箍轴向地延伸，沿着网的相对面将箍与肋的边缘相连接。平面肋可在径向末端被底切，以确保弯曲以及除非超过临界载荷，否则不会扭曲。

再一种传统的非充气轮胎具有赤道面、与赤道面垂直的轴线、可绕所述轴线旋转的环形胎面、以及由具有范围在60至100的肖式A级硬度的材料制成的环形弹性体。所述弹性体具有第一和第二间隔开的横向侧面。该两个侧面距赤道面等距间隔，并在胎面与轮辋之间延伸。所述弹性体具有距所述轴线等距定位的孔，一些孔从第一侧面延伸，其它孔从第二侧面延伸，以形成第一组和第二组孔。这两组孔从各自的侧面朝着赤道面延伸。这些孔在弹性体中形成等距间隔的弹性材料柱。由第一组孔形成的柱与轮胎的径向方向倾斜，由第二组孔形成的柱相对于轮胎的径向方向大体上倾斜，但是相对于由第一组孔形成的柱反向倾斜。